摘要：3S技術的信息化水平比較高，能夠快速獲取全面、準確的數(shù)據(jù)信息，為各項工作的順利開展提供可靠依據(jù)。由于水土流失和荒漠化的類型復雜，分布較廣，以往運用的水土保持和荒漠化防治技術已經(jīng)難以滿足當前的環(huán)境治理需要，應注重對先進技術的研究與運用。3S技術的綜合性、實時性、靈活性和準確性比較強，將其運用到水土保持和土地荒漠化防治中能夠獲得理想效果，使得防治技術手段更加完善。本文首先對水土流失和土地荒漠化的成因與危害進行分析，介紹了3S技術的具體類型和應用功能，同時提出基于3S技術的水土保持及荒漠化防治方法與措施，以期提高環(huán)境治理水平。

關鍵詞：3S技術；水土流失；土地荒漠化；水土保持；監(jiān)測調查

水土流失和土地荒漠化的日益嚴峻使得生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)嚴重，不但影響可持續(xù)發(fā)展，也會對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生不同程度的影響，是當前社會發(fā)展中亟需解決的問題。相關人員應正確認識到水土流失和荒漠化的危害，并根據(jù)各地區(qū)的實際情況做好防治工作。信息化時代，多種新技術已經(jīng)被應用到了水土保持和荒漠化防治工作當中，并且取得了良好的環(huán)境治理效果。其中，3S技術的應用優(yōu)勢較為明顯，相關人員應注重多種技術手段的有機結合，將3S技術的優(yōu)勢在水土保持和荒漠化防治中充分體現(xiàn)出來，以促進新時期環(huán)境治理工作有效開展。

一、水土流失和荒漠化的原因與危害

（一）水土流失和土地荒漠化的成因

水土流失和土地荒漠化主要與自然環(huán)境和人為因素有關。有些地區(qū)的土壤條件、氣候環(huán)境比較差，尤其在一些山地、丘陵和黃土地區(qū)，地表缺乏植被保護，在氣候因素的影響下就會出現(xiàn)土地風化的情況，使地表土壤遭受破壞。若人們沒有根據(jù)地區(qū)實際情況開展合理的生產(chǎn)建設活動，則會破壞原有土地結構和生態(tài)環(huán)境，導致土地荒漠化加劇。水土流失主要與植被的不合理砍伐、過度放牧等因素有關，在地表植物缺乏的情況下，土壤的保水能力較差，而且在雨水沖刷的過程中還會出現(xiàn)水土流失的情況，從而對生態(tài)環(huán)境造成較大破壞。

（二）水土流失和荒漠化的危害

1.導致生態(tài)環(huán)境惡化

水土流失和荒漠化對周圍環(huán)境的影響比較大，同時也會對人們的生產(chǎn)生活以及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響。水土流失較為嚴重的區(qū)域會出現(xiàn)土地硬化、沙化等情況，不但無法保證地面的完整性，而且會造成營養(yǎng)和水資源流失，不能保證土壤肥力，進而提高自然災害的發(fā)生率。水土流失和土地荒漠化問題若沒有得到及時治理，則會導致地質條件惡劣的區(qū)域面積逐漸增加，土壤中的含水量逐漸減少，土壤更加貧瘠，進而影響土地資源的可持續(xù)發(fā)展與利用，導致生態(tài)環(huán)境問題愈發(fā)嚴重，不利于生態(tài)修復。

2.影響農(nóng)業(yè)發(fā)展

水土流失會導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中的水分和養(yǎng)分大量流失，破壞原有土體結構，導致土壤的化學性質和物理性質受到較大影響，不能為農(nóng)作物的正常生長提供充足的營養(yǎng)物質，無法保證農(nóng)作物的產(chǎn)量和質量。在土地荒漠化嚴重的區(qū)域，許多植物無法正常生長發(fā)育，在風沙較大的季節(jié)里還會出現(xiàn)死亡情況，種子會被風吹出，幼苗也會出現(xiàn)歪斜或者被塵土覆蓋的情況，限制了植物正常生長。另外，水土流失和土地荒漠化對畜牧業(yè)的發(fā)展也有著較大影響，例如，草場退化影響畜牧業(yè)正常運營，導致經(jīng)營效益受損。

3.阻礙經(jīng)濟的快速發(fā)展

對于水土流失，城市里可通過綠化建設的方式進行改善，而在經(jīng)濟條件比較差的區(qū)域，若沒有足夠的資金投入綠化建設和環(huán)境防治工作中，就會導致環(huán)境問題越來越嚴重，進而限制區(qū)域發(fā)展，形成惡性循環(huán)。在土地荒漠化的影響下，部分區(qū)域的溫度會升高，加之空氣含水量較低，極易出現(xiàn)風沙彌漫的情況，甚至引發(fā)火災，而且惡劣天氣還會破壞輸電線路和通訊設備，對該區(qū)域人們的正常生活影響較大，不利于當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展建設。

二、3S技術類型及其應用

（一）3S技術類型

3S技術是GPS技術、GIS技術和RS技術的統(tǒng)稱，在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的過程中，以上三種技術的聯(lián)系也更加緊密，目前已實現(xiàn)了一體化，能夠收集多種環(huán)境信息和空間信息，也能夠對收集的信息進行分析與處理，在多個領域的應用前景較為廣闊。GPS技術即全球定位系統(tǒng)，能夠借助衛(wèi)星系統(tǒng)進行導航與定位，具有全方位和全天候特點，在多領域測量、調查中都能起到重要作用。GIS技術即地理信息系統(tǒng)，主要運用計算機軟件對地理信息進行分類管理，可以滿足不同層級管理工作的開展需要，而且也能夠將不同信息組合在一起，實現(xiàn)地理信息的高效利用。RS遙感技術的綜合性比較強，可以進行地表信息的快速、全面收集，也能夠借助攝影、掃描等手段進行遠程監(jiān)測與管理，可用于資源調查、環(huán)境質量監(jiān)測。

（二）3S技術在水土保持及荒漠化防治中的應用

3S技術能夠進行空間信息的快速獲取、存儲與運用，將3S技術應用到水土保持及荒漠化防治工作當中，能夠對環(huán)境的實際情況進行系統(tǒng)化監(jiān)測，保證信息數(shù)據(jù)準確收集，為防治工作的針對性開展提供可靠的數(shù)據(jù)支持，對提升環(huán)境保護水平有著積極影響。3S技術整合了多種先進技術手段，應用范圍比較廣泛，比如，遙感技術能夠運用計算機中的數(shù)字圖像確定空間區(qū)域和具體范圍，與全球定位系統(tǒng)相結合可以實現(xiàn)快速定位，幫助有關部門了解不同區(qū)域環(huán)境條件的實際情況。為防止出現(xiàn)誤差，在技術應用期間應注重對圖像的校正分析，從而掌握水土流失和荒漠化的具體情況。

三、基于3S技術的水土保持與荒漠化防治措施

（一）基于GPS技術的水土保持與荒漠化防治

1.快速獲取準確的地理位置

水土流失和土地荒漠化區(qū)域范圍的調查難度比較大，在實際治理過程中經(jīng)常會出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，在環(huán)境問題愈發(fā)嚴重的情況下，水土保持工作的開展難度逐漸增加，以往運用的人工處理方法無法實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速更新，也不能保證數(shù)據(jù)精度。GPS技術的應用可以滿足水土保持工作的開展需求，為生態(tài)環(huán)境建設提供技術支撐。該技術的功能性強，定位精度高，能夠對測量區(qū)域進行全面覆蓋，可短時間內進行精準地定位和觀測，便于對水土流失和土地荒漠化數(shù)據(jù)的實時采集與分析，并根據(jù)信息數(shù)據(jù)結果建立動態(tài)三維模型，以促進防治工作有效開展。

2.水土保持和水土流失動態(tài)監(jiān)測

GPS技術涉及的先進技術種類較多，應用RTK技術可以根據(jù)收集到的土地信息數(shù)據(jù)繪制三維圖，進而直觀形象地展示土地利用現(xiàn)狀，數(shù)據(jù)準確度比較高。而且利用GPS技術也可以構建數(shù)字地面模型，將其運用到水土保持工作中，能夠根據(jù)地面實際情況制定科學合理的水土保持方案，以此實現(xiàn)針對性治理。另外，利用GPS技術可以對水土流失的區(qū)域位置進行準確定位，基于網(wǎng)絡信息技術開展信息化外業(yè)觀測工作，能夠及時確定具體的坐標點，保證影像精度，便于對水土流失情況的動態(tài)檢測，而且也方便其他人清晰觀測。獲取三維坐標后能夠建立立體模型，利用計算機技術可以對各項數(shù)據(jù)的變化進行正確計算與分析，從而實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，掌握水土流失的發(fā)展情況。

（二）基于GIS技術的水土保持與荒漠化防治

GIS技術在實際應用過程中的功能性比較強，可通過建立獨特的地理模型對地理數(shù)據(jù)信息進行動態(tài)分析，進而根據(jù)分析結果確定各項工作的開展方向。在實際進行地理分析時，能夠充分發(fā)揮計算機技術作用快速完成各項工作，而且還能夠及時發(fā)現(xiàn)防治計劃中的不足并進行有效完善，有利于環(huán)境治理工作的全面開展。GIS技術融合了多學科技術內容，具有先進性特點，實際應用過程中主要以地理空間數(shù)據(jù)庫為核心基礎，通過對數(shù)據(jù)的全面分析能夠獲得多樣動態(tài)信息和空間地理信息，為地理情況研究提供可靠依據(jù)。利用GIS技術全面收集、歸納水土流失或荒漠化區(qū)域的地理信息，并及時準確地傳遞給工作人員，也可以動態(tài)分析地理信息管理模式的運行情況，掌握監(jiān)測區(qū)域的所有地理信息參數(shù)，從而在了解區(qū)域實際情況的基礎上預測與分析環(huán)境問題，并以地理信息數(shù)據(jù)為依據(jù)制定專門的治理方案，確保各項研究決策的有效性。

（三）基于RS遙感技術的水土保持與荒漠化防治

1.遙感調查技術的應用

RS遙感技術的調查功能比較強，實現(xiàn)這項技術的科學合理應用，能夠掌握水土流失及荒漠化的實際情況，為防治工作的開展提供準確依據(jù)。遙感技術在水土保持工作中的應用較為廣泛，無需進行復雜繁瑣操作，直接通過衛(wèi)星系統(tǒng)拍攝圖像，并結合相關軟件技術對相片內容進行解釋說明，從而掌握所調查區(qū)域的水土流失情況和土地荒漠化程度。根據(jù)遙感技術調查結果，結合收集到的數(shù)據(jù)信息繪制區(qū)域現(xiàn)狀圖，幫助有關部門更加清楚、完整地了解水土問題。

2.遙感監(jiān)測技術的應用

遙感監(jiān)測技術的應用原理與調查技術大致相同，不過，其是對同一區(qū)域多個時段的數(shù)據(jù)信息進行收集分析，通過對不同時期地理信息情況的對比分析，從而掌握該區(qū)域水土資源狀態(tài)的變化情況。收集分析的整個過程運用了遙感影像復合技術，該技術不會受到時間的限制，可進行持續(xù)動態(tài)監(jiān)測，同時將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息與之前的影像進行對比，進而幫助水土保持工作人員快速、準確了解同一區(qū)域水土環(huán)境的變化情況，監(jiān)測結果清晰明了。由于植被形態(tài)和土壤狀態(tài)在不斷變化，在運用多季節(jié)遙感影像復合技術時應注重影像的合理選擇，充分考慮光譜反射率和綜合差異問題，以免出現(xiàn)同譜異物的情況，保證監(jiān)測結果的準確性。遙感監(jiān)測技術還能夠利用衛(wèi)星圖像對現(xiàn)場調查數(shù)據(jù)進行全面分析，快速獲得監(jiān)測結果。

四、水土保持及荒漠化防治中3S技術的應用趨勢

（一）建立全國性水土流失監(jiān)測體系

充分利用3S技術可實現(xiàn)水土流失監(jiān)測系統(tǒng)的有效構建，能夠對全國范圍內水土環(huán)境的變化、水土流失情況進行實時監(jiān)測，方便對整個過程的定量定性分析，掌握導致水土流失和土地荒漠化的主要原因，確定水土流失的類型以及相關區(qū)域的環(huán)境特征，以此為依據(jù)完善檢測技術規(guī)范，能夠保證水土流失監(jiān)測工作的有序開展，做好分類評價工作，并根據(jù)現(xiàn)實情況設置關鍵指標，便于對水土流失問題的有效控制。利用3S技術能夠快速了解和掌握各地區(qū)水土流失的實際情況并及時響應處理，可以在現(xiàn)有地面監(jiān)測網(wǎng)的基礎上發(fā)揮遙感技術的應用優(yōu)勢，從而實現(xiàn)迅速調查與監(jiān)測，為相關網(wǎng)絡體系的建設與完善提供可靠的數(shù)據(jù)信息。另外，還可以應用3S技術建立水土保持信息庫，將收集到的地理信息整合在一起，分析水土流失情況，以此為依據(jù)有針對性地開展水土保持工作，能夠保證各項決策準確合理。

（二）實時處理信息數(shù)據(jù)

3S技術是目前水土保持和荒漠化防治中較為有效的技術手段，也是信息化時代水土環(huán)境治理中不可缺少的技術內容之一。利用3S一體化技術能夠對多種類型信息數(shù)據(jù)進行快速處理，并將相關信息傳遞給水土保持工作人員。在多種先進技術的支持下可以快速分類地理信息，顯著提升處理效率，最大限度地減少野外工作量，使相關防治工作更加便利。當前，水土保持和荒漠化防治工作的開展要求也更為嚴格，傳統(tǒng)的單一技術已難以滿足治理需求，需要多項先進技術有機結合，實現(xiàn)全面監(jiān)測、調查、處理，提升3S技術的綜合效能，以促進環(huán)境治理目標達成。

五、結語

水土保持和荒漠化治理屬于一項長期性工作，需要有關部門根據(jù)現(xiàn)實情況制定合理的防治計劃，選用科學的防治技術手段，從而獲得良好的治理效果。3S技術的應用為水土流失和土地荒漠化問題的治理工作提供了技術保障，但在實際應用過程中也要對技術內容進行優(yōu)化，根據(jù)生態(tài)環(huán)境保護和治理工作開展需要加大對3S技術的研究力度，有目的、有方向地改革與完善，實現(xiàn)水土保持與荒漠化防治方式的持續(xù)創(chuàng)新。注重3S技術的綜合運用，可以實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的實時監(jiān)測，為環(huán)境保護部門工作的開展提供豐富的數(shù)據(jù)信息，有利于生態(tài)環(huán)境保護，促進生態(tài)治理工作順利開展。

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作者簡介：張建宇（1986），男，黑龍江省哈爾濱市人，研究生，高級工程師，主要研究方向為水土保持與荒漠化防治。